地理空间数据分析与GIS

地理信息系统（Geographic Information System, 简称GIS）

物质世界中的任何地物都被牢牢地打上了时空的烙印。人们的生产和生活中 80%以上的信息和地理空间位置有关。地理信息系统（Geographic Information System, 简称GIS）作为获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。

从技术和应用的角度， GIS是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度，GIS是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系； 从功能上，GIS具有空间数据的获取、存储、现示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度，GIS具有一定结构和功能，是一个完整的系统。

GIS 的应用领域有哪些

地理信息系统在最近的 30多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。

以下地理信息系统的应用领域分别回答了在各自领域内的作用

资源管理(Resource Management)

主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场) 分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。

资源配置(Resource Configuration)

在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供 应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证 资源的最合理配置和发挥最大效益。

城市规划和管理(Urban Planning and Management)

空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如， 在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、 公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。

如何使用ArcGIS进行地理空间数据分析

Chapter 1：ArcGIS基础知识

ArcGIS是由美国环球信息系统公司（Esri）开发的一套地理信息系统（GIS）软件。它提供了一系列工具和功能来处理地理空间数据，并进行数据分析。在开始使用ArcGIS进行地理空间数据分析之前，我们首先需要了解基本的ArcGIS知识。

1.1 ArcGIS组成部分

ArcGIS由ArcMap、ArcCatalog和ArcToolbox三个主要组件组成。

- ArcMap：用于创建、编辑和分析地图，可以展示地理空间数据的可视化结果。

- ArcCatalog：用于管理地理空间数据，包括浏览、搜索、导入、导出和组织等操作。

- ArcToolbox：提供了各种工具和模型，用于进行地理空间数据的分析和处理。

1.2 数据格式

ArcGIS支持多种地理空间数据格式，包括矢量数据（如点、线、面）、栅格数据（如DEM、遥感影像）和表格数据。在进行地理空间数据分析时，我们需要确保数据格式的正确性和一致性。 1.3 ArcGIS工作空间

在ArcGIS中，工作空间是指存储地理空间数据和分析结果的文件夹。通过创建和管理工作空间，我们可以更方便地进行地理空间数据的管理和分析。

Chapter 2：地理空间数据分析流程

使用ArcGIS进行地理空间数据分析的一般流程包括数据准备、数据导入、数据预处理、数据分析和结果输出等步骤。

2.1 数据准备

对于地理空间数据分析，首先需要明确研究的目标和涉及的地理数据。根据目标选择合适的数据源，并进行数据采集和整理。

2.2 数据导入

通过ArcCatalog将数据导入ArcGIS，并按照需要创建要素类（Feature Class）、栅格数据集（Raster Dataset）和数据表（Table）等数据集合。

2.3 数据预处理

在进行地理空间数据分析之前，通常需要对数据进行预处理。可以通过数据编辑、数据投影、数据剪裁、数据拓扑检查等操作来清洗和优化数据。

GIS技术在地籍测绘的应用分析

前言

根据国土资源勘测管理需求的特点，利用GIS技术简历空间数据库，为国土资源勘测工作者提供土地和地籍管理信息，实现基于GIS软件技术的国土资源勘测数据库管理。在这个过程中，想要更好的实现城市的良性发展，在规划建设之前需要进行相关的地籍测量工作，为今后的建设提供精确的数据支持。

1概述

地理信息系统研究计算机技术和空间地理分布数据的结合，通过一系列空间操作和分析方法，为地球科学、环境科学和工程设计，乃至企业管理提供对规划、管理和决策有用的信息。在国土资源勘测、选线和布设中，因土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、土地的位置、权利人、地籍权属界限等许多内容，需要用到地形图、遥感影像图、基础地质图和地址灾害资料等工程相关的参考资料。在以往的管理方式中，往往采用手工录入蓝图数据、委派地理信息部门对新线路重新勘测的办法，工作效率低且容易在二次输入时出错。通过建立专门的GIS系统（如农村地籍信息管理系统工程）可以查询相关数据、图片、图像、地图、技术资料、管理知识等，可以高质量完成这些工作。

GIS技术在我国的发展和应用起步较晚，但是在技术的推动下，其获得了广阔的发展空间，测绘处的数据更为精确，尤其是近二三十年其发展成绩是有目共睹的。但是其在发展的过程中也受到了一定的限制，在矿山和地质领域的应用中受到了很大的影响，究其原因主要是因为在处理三维问题上的不足，无法建立起空间实体的三维拓补关系，因此技术者在不断的分析研究，使这一技术向着更好的方向发展，能够为地籍测量等领域带来更多的应用惊喜。

2 GIS技术在地籍测量中的应用

应用GIS技术能够为地籍测量工作提供精确的数据，更好的为地籍测量工作打下基础，具体说来，其在这一领域的应用主要表现在以下几个方面。

首先，从GIS技术数据库的结构特点分析，其具有空间数据库和属性数据路两种，基础地理数据库中存储和管理的相关数据，如数字地形、大地数据以及遥感影像数据等，能够为测量工作提供便利。专题数据库基础中则具有基础地质图、地质灾害相关专题数据等，在测量的过程中能够更清晰的知晓该地区的地质情况和地形地貌特征，更便于开展测量工作。GIS技术运行和故障数据采用的是非地理数据库进行存储，行政区和线路等则是采用地理数据库进行存储，这样在实际测量的过程中，将会实现分工测量，降低难度，提升测量的效率，更好的发挥GIS技术的功能。但是需要注意的是，在应用GIS技术的时候，由于空间数据较为复杂，至今还没有较为完善的数据库技术能够将GIS空间数据的管理、分许和传输显示的很好，因此在这一情况下，测量者需要根据实际情况记性应用，必要的时候可以通过建立有效空间数据模型系统，更好的推动地籍测量工作的开展。

《GIS空间分析原理与方法》期末复习资料

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说明（注意）：以下部分黑色粗斜体题干表示该题可能是未知题目具体所

问，或者未知遗漏还是多出要求，或者表示答案不明确等。所以仍需进一

步检查核实。欢迎大家改修补充。

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第一章 地理空间数据分析与GIS

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1、 什么是地理空间数据分析？

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它是通过研究地理空间数据及其相应分析理论、方法和技术，探索、证明地理要素之

间的关系，揭示地理特征和过程的内在规律和机理，实现对地理空间信息的认知、解

释、预测和调控。

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2、 什么是地理系统数学模拟？其模拟的一般过程是？

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建立地理系统数学模型的过程称为地理系统的数学模拟（简称地理模型）。

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地理系统数学模拟的一般过程是：①从实际的地理系统或其要素出发，对空间状态、

空间成分、空间相互作用进行分析，建立地理系统或要素的数学模型；②经验检查，

若与实际情况不符，则要重新分析，修改模型；若大致相符，则选择计算方法，进行

程序设计、程序调试和上机运算，从而输出模型解；③分析模型解，若模型解出错，

则修改模型；若模型解正确，则对成果进行地理解释，提出切实可行的方案。

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3、 地理空间数据挖掘的体系结构？

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地理空间数据挖掘是数据挖掘的一个研究分支，其实质是从地理空间数据库中挖掘时

空系统中潜在的、有价值的信息、规律和知识的过程，包括空间模式与特征、空间与

非空间数据之间的概要关系等。

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地理空间数据挖掘的体系结构由以下四部分组成：

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（1）图形用户界面（交互式挖掘）；

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（2）挖掘模块集合；

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（3）数据库和知识库（空间、非空间数据库和相关概念）；

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（4）空间数据库服务器（如ESRI/Oracle SDE，ArcGIS以及其他空间数据库引擎）。

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4、什么是地理空间数据立方体？

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地理空间数据立方体是一个面向对象的、集成的、以时间为变量的、持续采集空间与

非空间数据的多维数据集合，组织和汇总成一个由一组维度和度量值定义的多维结构，